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石墨烯芯片光通信技術(shù)取得重大突破 |
摘要：近期，科學(xué)家們通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)終于發(fā)現(xiàn)石墨烯燈絲有助研發(fā)石墨烯芯片光通信技術(shù)，這是科學(xué)技術(shù)上的一次重大突破！
【高工鋰電綜合報(bào)道】 近期，科學(xué)家們通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)終于發(fā)現(xiàn)石墨烯燈絲有助研發(fā)石墨烯芯片光通信技術(shù)，這是科學(xué)技術(shù)上的一次重大突破！
愛(ài)迪生在發(fā)明燈泡時(shí)，最初是使用碳作為燈絲，一個(gè)由美國(guó)哥倫比亞大學(xué)、韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué)和韓國(guó)標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)研究院研究人員組成的國(guó)際團(tuán)隊(duì)又回到同一種元素，他們首次展示了用只有一個(gè)碳原子厚度的石墨烯作為燈絲的可見(jiàn)光源：細(xì)條狀石墨烯燈絲與金屬電極相連，懸掛在基底上方，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)燈絲就會(huì)受熱發(fā)光。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上。
研究論文合著者、哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程系教授王鳳仁(音譯)說(shuō)，這種新型“寬帶”發(fā)光器可以被集成到芯片上，有望為實(shí)現(xiàn)只有原子厚度的柔性、透明顯示屏以及基于石墨烯芯片的光通信鋪平道路。
要開(kāi)發(fā)可與現(xiàn)有半導(dǎo)體集成電路媲美的完全集成“光子”電路，關(guān)鍵是讓芯片表面的微小結(jié)構(gòu)發(fā)光。已經(jīng)有很多方法可以做到這一點(diǎn)，但最古老、最簡(jiǎn)單的人造光源--白熾燈泡卻無(wú)法被集成到芯片上，這主要是因?yàn)闊艚z必須達(dá)到數(shù)千攝氏度，發(fā)出的光才可見(jiàn)，而微觀尺度的金屬線承受不了這樣的高溫；另外，微觀尺度上，熱量從燈絲向四周傳遞的效率極高，容易損壞芯片。
通過(guò)測(cè)量石墨烯發(fā)出的光的光譜，研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯的溫度達(dá)到2500攝氏度以上，足以明亮發(fā)光。論文第一作者、哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程系博士后研究員金永德(音譯)解釋說(shuō)，原子厚度的石墨烯發(fā)出的可見(jiàn)光線十分強(qiáng)烈，無(wú)須額外放大，肉眼便能看見(jiàn)。石墨烯達(dá)到如此高的溫度而不熔化基板或金屬電極，是因?yàn)槠渚哂幸粋€(gè)有趣特性：當(dāng)受熱時(shí)，石墨烯會(huì)變成熱的不良導(dǎo)體。這意味著高溫被局限在了中心的一個(gè)小“熱點(diǎn)”上。
據(jù)悉，該研究團(tuán)隊(duì)還通過(guò)制成大規(guī)?；瘜W(xué)氣相沉積(CVD)石墨烯發(fā)光器陣列，展示了這項(xiàng)技術(shù)的可擴(kuò)展性。
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